Mendapatkan seng

The seng adalah logam lunak, kimia reaktif, dan bereaksi dengan asam diencerkan untuk memberikan ion seng:

Zn (s) + 2 H + (aq) → Zn 2+ (aq) + H2 (g)

Logam ini juga terbakar ketika dipanaskan perlahan dengan gas klorin:

Zn (s) + Cl2 (g) → ZnCl2 (s)

Sumber utama seng adalah seng sulfida, ZnS, bijih yang dikenal sebagai campuran seng dan ditemukan di Australia, Kanada, dan Amerika Serikat. Ekstraksi logam tidak sederhana, seperti yang ditunjukkan diagram Ellingham yang terkenal .

 

Dalam kasus oksida, garis karbon-oksigen memiliki energi bebas rendah yang menjadi lebih negatif saat kita menaikkan suhu. Sedangkan untuk garis karbon-sulfur, baik perubahan energi bebas maupun kemiringannya mendekati nol. Perbedaan antara garis sebagian dijelaskan oleh perbedaan besar antara nilai entalpi pembentukan, yang mencerminkan fakta bahwa ikatan C = S jauh lebih lemah daripada ikatan C = O. Hasilnya adalah reduksi sulfida dengan karbon tidak praktis.

C (s) + S8 (s) → CS2 (l); AH ° = +117 kJ.mol-1
C (s) + O2 (g) → CO2 (g); AHº = -394 kJ.mol-1

Namun, pada diagram Ellingham, juga ditunjukkan bahwa garis belerang-oksigen berada di bawah garis seng-seng sulfida, suatu hubungan yang menunjukkan bahwa kita dapat menggunakan oksidasi ion sulfida dengan dioksigen sebagai sumber energi bebas. mengubah seng sulfida menjadi seng oksida. Jadi, langkah pertama dalam ekstraksi seng adalah “memanggang” seng sulfida di udara pada sekitar 800ºC, untuk mengubahnya menjadi oksida:

2ZnS (s) + 3 O2 (g) → 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g); dengan adanya panas.

Maka dimungkinkan untuk menggunakan kokas untuk mereduksi oksida menjadi logam, seperti yang dapat dilihat pada diagram untuk oksida:

ZnO (s) + C (g) → Zn (g) + CO (g); dengan adanya panas.

Berbeda dengan peleburan logam lain, dua garis tidak bersilangan sampai seng berada dalam fase gas. Bahkan, suhu yang digunakan mendekati 1400ºC. Pada suhu ini, seng mudah dioksidasi ulang, misalnya jika beberapa karbon dioksida terbentuk:

Zn (g) + CO2 (g) → ZnO (s) + CO (g)

Untuk menghindari reaksi ini, kelebihan karbon digunakan, sehingga setiap karbon dioksida direduksi menjadi monoksida:

CO2 (g) + C (s) → 2 CO (g)

Selain itu, gas panas yang dihasilkan didinginkan dengan cepat dengan menyemprotkannya dengan timah cair. Logam-logam tersebut kemudian mudah dipisahkan, karena seng dan timbal tidak dapat bercampur dalam fase cair. Seng mengapung di atas timah, dan timah bisa didaur ulang.

Seng digunakan terutama sebagai pelapis besi, terhadap korosi. Proses ini disebut galvanizing, istilah yang mengakui sifat elektrokimia dari proses. Pada kenyataannya, logam tidak reaktif seperti yang Anda harapkan. Ini karena pembentukan lapisan pelindung di udara lembab. Awalnya, lapisan ini adalah oksida, tetapi seiring waktu karbonat dasar, Zn2 (OH) 2CO3, terbentuk. Keuntungan dari pelapisan seng adalah bahwa seng lebih disukai teroksidasi daripada besi, bahkan ketika sebagiannya terpapar. Ini karena potensi reduksi seng yang lebih negatif, dibandingkan dengan besi, itulah sebabnya seng bertindak sebagai anoda korban:

Zn (s) → Zn2 + (aq) + 2 e-; Eº = +0,76 V
Fe2 + (ac) + 2 e- → Fe (s); Eº = -0,44 V

Related Posts